硬零件車削是對(duì)高硬度工件進(jìn)行單點(diǎn)車削。通常,該工藝的硬度范圍是58~68HRC。工件材料包括硬化合金鋼、刀具鋼、表面硬化鋼和熱處理粉冶金零件。它主要是精加工工藝,但也可以是半精加工工序,要求在尺寸外形和表面光潔度上達(dá)到很高的精度。以前通常需對(duì)這些表面進(jìn)行磨削。
硬零件車削的主要優(yōu)點(diǎn)是:容易適應(yīng)復(fù)雜的零件成形;速度切換多種零件;能在單詞設(shè)置中進(jìn)行多道工序;金屬去除率高;能夠利用試運(yùn)轉(zhuǎn)車削時(shí)所用的計(jì)算機(jī)數(shù)控車床;機(jī)床投資低;金屬切屑有利于環(huán)境;大多數(shù)情況下不需使用冷卻液;最大限度減少刀具儲(chǔ)備和車間占地面積;表面光潔度往往會(huì)有優(yōu)勢(shì)。
立方氮化硼(CBN)是使用最廣泛的硬零件車削刀具材料,這是因?yàn)樗鼭M足了大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合所提出的要求。它具有很高的硬度(僅次與鉆石),并能與韌度不一的刀片牌號(hào)相結(jié)合。如今已有多種新開(kāi)發(fā)的立方氮化硼刀片牌號(hào),可滿足工序的要求,例如切削速度、進(jìn)給、連續(xù)切削和斷續(xù)切削、表面精加工以及各種工況。
集中在加工區(qū)的高切削力與高溫結(jié)合后產(chǎn)生很高的壓力,因此在硬零件加工中,刀具磨損的主要表現(xiàn)是切削刃上出現(xiàn)月牙洼磨損。硬立方氮化硼是唯一能達(dá)到這些要求并具備合理韌度和刀具材料。立方氮化硼牌號(hào)的最新發(fā)展已為進(jìn)一步限制磨損提供了手段,同時(shí)還能改善刃口安全性、擴(kuò)大應(yīng)用范圍,并提高切削速度達(dá)20%左右。生產(chǎn)效率、質(zhì)量一致性和工藝可靠性是當(dāng)今硬零件車削的基本標(biāo)準(zhǔn)。由于硬零件車削已發(fā)展成一項(xiàng)應(yīng)用廣泛的工藝,并具有在熱處理后對(duì)零件進(jìn)行精加工的優(yōu)點(diǎn),因此,在加工效率方面已提出了種種要求。
由于生產(chǎn)效率是當(dāng)今硬零件加工中一個(gè)日益重要的因素,刀具開(kāi)發(fā)起到了重要作用。發(fā)展趨勢(shì)包括提高切削速度(有些牌號(hào)可達(dá)200m/min以上)、延長(zhǎng)刀具壽命以及提高刀具壽命的可預(yù)測(cè)性。進(jìn)給率也得到了提高,通過(guò)刀片強(qiáng)度和槽型的發(fā)展,達(dá)到縮短切削時(shí)間的目的。
在刀片材料方面,立方氮化硼刀片通常是首選,其次是陶瓷刀片。
在刀片槽型方面,由于必須具備很高的刃口強(qiáng)度,所以硬零件加工刀片的切削刃相對(duì)較鈍,不過(guò),這并不意味著槽型問(wèn)題不重要。雖然斷屑槽不是刀片斷面邊緣倒角的一部分,但是珩磨、刀尖圓弧半徑、修光刃刀口和進(jìn)角組合對(duì)性能和結(jié)果是至關(guān)重要的。
多年來(lái),修光刃刀片技術(shù)已在總體上為車削精加工帶來(lái)了革命性的變化。同時(shí)它也改善了硬零件車削。如今,專門研制的修光刃刀片可用于硬零件車削精加工和半精加工操作,其進(jìn)給率顯著高于常規(guī)的刀尖圓弧半徑。另外,刀片槽型的改進(jìn)可以對(duì)硬零件車削進(jìn)給率、表面光潔度進(jìn)一步優(yōu)化。它平衡了進(jìn)角很小的直線切削刃與修光刃技術(shù)。該小進(jìn)角承接著主刀片的進(jìn)角,稍高于該刀片的切削深度值。它起到細(xì)化切削的作用,從而允許采用更高的進(jìn)給率。這對(duì)生產(chǎn)效率將頗有裨益,并有助于減小切削深度邊界處的刀片磨損。這些改進(jìn)可降低切削溫度,并為生產(chǎn)效率帶來(lái)較大的提升。